materiales

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE
DEPARTAMENTO DE ENERGIA Y MECANICA




CIENCIA DE LOS MATERIALES
ENSAYO DE FATIGA

INTEGRANTES:
Chuquitarco Diego
Criollo Andrés
Molina Luis
Quimbita Stalin

CURSO:
Tercero Mecatrónica “A”

DOCENTE:
Ing. Mario Lara

FECHA:
21 de abril del 2014

Marzo 2014, Agosto 2014
OBJETIVOS:
General:
Conocer las características, y aplicaciones del fenómeno fatigaque se producen en los materiales.
Específicos:
Conocer e identificar las características más importantes de la fatiga de materiales.
Identificar los tipos y resultados que proporciona la fatiga en los materiales.
Conocer las aplicaciones a las cuales se direccionan las fatigas en la vida cotidiana.
Conocer y analizar los efectos que producen las fatigas en los materiales

MARCO TEÓRICO:
Fatiga
Elfenómeno de la fatiga de los materiales es uno de los más estudiados en la ingeniería mecánica. Se ha escrito mucho acerca de este tópico como puede observarse, por ejemplo, en [1], [2], [3], [4], [5]. La fatiga, es la causa del ochenta por ciento de las fallas en maquinarias; los elementos mecánicos trabajan, en su mayoría, bajo condiciones de fatiga, como ejemplo pueden citarse: los peldaños deuna escalera metálica, las estructuras de los parques donde ejercitan los deportistas, los aparatos de un parque infantil, los ejes de diversas máquinas industriales: moledoras, trituradoras, elevadoras, los aviones, los automóviles, los sistemas de izado de carga en los puertos, entre otros.
A lo largo del presente trabajo, se expone de modo general, el fenómeno de la fatiga: condiciones para queocurra, mecanismo de falla, tipos de fatiga según la pieza esté a flexión, bajo la acción de cargas axiales, bajo corte en su forma directa o torsional. Se muestra resumidamente la cronología de los estudios relacionados a este fenómeno, el ensayo de flexión rotativa para la determinar la vida a la fatiga de los materiales metálicos, recursos técnicos para su realización, modelos matemáticos queestudian su comportamiento y los parámetros a considerar en el diseño bajo fatiga. (upv, 2014)
La falla por fatiga
La falla por fatiga requiere, básicamente, que se conjuguen dos factores a saber: la aplicación de cargas repetidas o cíclicas, esto quiere decir que su valor cambia en el tiempo. La excepción a esta condición está en el hecho de que, si el componente está trabajando enun ambiente corrosivo, la falla por fatiga se produce bajo condiciones estáticas.
En la realidad, todas las cargas que actúan sobre un determinado sistema mecánico varían con el tiempo, lo que sucede es que su frecuencia de repetición es tan baja que se pueden considerar como estáticas. Un ejemplo de esto son las puertas de metal; en épocas de calor ésta se expande y entra en contacto con su marco, tambiénmetálico, y el proceso de apertura y / o cierre de esta se hace aplicando una fuerza mayor que la requerida cuando no se ha dilatado. Aunque esta dilatación-contracción causada por cambios de temperatura se produce cada vez que hay incremento de la misma, su frecuencia no es de magnitud suficiente como para considerarse una acción cíclica y por lo tanto, no conduce a la falla por fatiga. No sucede lomismo en centrales de vapor y otros sistemas en los cuales los cambios de temperatura son bruscos y de alta respetabilidad. En estos casos, se emplean unos dispositivos llamados juntas de dilatación (en algunos pisos de viviendas existen también tales juntas) que absorben las deformaciones térmicas que a su vez generan tensiones que serán tensiones cíclicas. (monografias, 2014)
El comportamiento deestas tensiones, que son las que se toman en cuenta en el estudio de la fatiga en vez de considerar las cargas, puede modelarse mediante una senoide de la siguiente forma:
1
Tensión media definida como
2
Dependiendo como se presenten las ecuaciones (2) a (6), el comportamiento de las tensiones puede darse de las siguientes formas:

Esta clasificación está representada en la figura
3
El...